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JPH04241709A - Inter-shaft phase change device - Google Patents

Inter-shaft phase change device

Info

Publication number
JPH04241709A
JPH04241709A JP3002319A JP231991A JPH04241709A JP H04241709 A JPH04241709 A JP H04241709A JP 3002319 A JP3002319 A JP 3002319A JP 231991 A JP231991 A JP 231991A JP H04241709 A JPH04241709 A JP H04241709A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
housing
phase
gear
camshaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3002319A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masami Yamazaki
山崎 正己
Atsushi Watanabe
敦 渡辺
Koji Ichinose
一ノ瀬 幸治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP3002319A priority Critical patent/JPH04241709A/en
Priority to US07/806,762 priority patent/US5174253A/en
Publication of JPH04241709A publication Critical patent/JPH04241709A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/34403Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft
    • F01L1/34406Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft the helically teethed sleeve being located in the camshaft driving pulley
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent gear noise from generating from between gears which compose an accelerating gear mechanism at the time of changing non-phase, and prevent abrasion of the gears. CONSTITUTION:A phase change mechanism 10 for changing rotational phases of a cam shaft 1 and a housing 2 and a planetary gear mechanism 9 serving as an amplification gear mechanism for amplifying the rotational phases are installed between the cam shaft 1 and the housing 2. The planetary gear mechanism 9 consists of a ring gear 11 fixed on the housing 2, a sun gear 12 fixed on the cam shaft 1, a carrier 13, and a planetary gear 14. The phase change mechanism 10 is provided with a piston 8, and helical splines 8a, 8b provided on the inner/outer circumference thereof meshed with helical splines 3a, 15a of the housing 2 and the carrier 13. Hydraulic pressure and energization force by a return spring 24 are acted on a piston 8, and the piston 8 is moved in the longitudinal direction thereof by adjusting the magnitude of the hydraulic pressure.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は軸間位相変換装置に係り
、例えば内燃機関における吸・排気バルブの開閉時期を
同内燃機関の運転状態に応じて制御するために、カムシ
ャフトとクランクシャフトとの回転位相を変更するよう
にしたバルブタイミング制御装置等の軸間位相変換装置
に関するものである。
[Industrial Application Field] The present invention relates to an inter-shaft phase shift device, which is used to control the opening and closing timing of intake and exhaust valves in an internal combustion engine according to the operating condition of the engine. The present invention relates to an inter-shaft phase changing device such as a valve timing control device that changes the rotational phase of the valve timing control device.

【0002】0002

【従来の技術】従来、例えば実開昭59−156102
号公報には、遊星歯車機構を用いた位相変換装置(カム
シャフトの駆動装置)が開示されている。この技術では
、図9で示すようにカムシャフト61が、クランクシャ
フト62に駆動連結された入力側シャフト61aと、カ
ム63を有する出力側シャフト61bとに分割されてい
る。両シャフト61a,61b間には遊星歯車機構64
が介在されている。遊星歯車機構64は、入力側シャフ
ト61a端部に取付けられたキャリア65と、同キャリ
ア65に回転可能に支承された複数のプラネタリギア6
6と、同プラネタリギア66の外周部分に噛合するリン
グギア67と、出力側シャフト61b端部に取付けられ
、かつ前記プラネタリギア66の内周部分に噛合するサ
ンギア68とからなる。そして、リングギア67はシリ
ンダ69から出没するピストン70によって回動される
[Prior art] Conventionally, for example, Utility Model Application No. 59-156102
The publication discloses a phase conversion device (camshaft drive device) using a planetary gear mechanism. In this technique, as shown in FIG. 9, a camshaft 61 is divided into an input shaft 61a drivingly connected to a crankshaft 62 and an output shaft 61b having a cam 63. A planetary gear mechanism 64 is provided between both shafts 61a and 61b.
is mediated. The planetary gear mechanism 64 includes a carrier 65 attached to the end of the input shaft 61a, and a plurality of planetary gears 6 rotatably supported by the carrier 65.
6, a ring gear 67 that meshes with the outer circumference of the planetary gear 66, and a sun gear 68 that is attached to the end of the output shaft 61b and meshes with the inner circumference of the planetary gear 66. The ring gear 67 is rotated by a piston 70 that protrudes and retracts from the cylinder 69.

【0003】この装置によれば、ピストン70の出没に
よりリングギア67を回転させると、キャリア65とサ
ンギア68とが異なる角度だけ回転する。これにより、
クランクシャフト62と出力側シャフト61bとの回転
位相がずれ、吸・排気バルブの開閉動作タイミングをエ
ンジン稼働中に変更できる。
According to this device, when the ring gear 67 is rotated by the protrusion and retraction of the piston 70, the carrier 65 and the sun gear 68 are rotated by different angles. This results in
The rotational phases of the crankshaft 62 and the output shaft 61b are shifted, and the opening/closing timing of the intake and exhaust valves can be changed while the engine is running.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
位相変換装置では、非位相変換時にピストン70が作動
せずリングギア67が静止しているので、プラネタリギ
ア66及びサンギア68を常時回転させる必要がある。 そのため、これらのギア66,67,68間のバックラ
ッシュに基づきギア音が発生したり、ギアが磨耗したり
する等の問題があった。
However, in the conventional phase changing device, the piston 70 does not operate and the ring gear 67 remains stationary during non-phase changing, so it is necessary to constantly rotate the planetary gear 66 and the sun gear 68. There is. Therefore, there have been problems such as gear noise occurring due to backlash between these gears 66, 67, and 68, and gear wear.

【0005】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は非位相変換時にリングギア、キャ
リア、プラネタリギア及びサンギアを一体回転させ、各
ギア間のギア音、磨耗等の発生を防止できる軸間位相変
換装置を提供することにある。
The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to rotate the ring gear, carrier, planetary gear, and sun gear integrally during non-phase conversion, and to eliminate gear noise, wear, etc. between the gears. An object of the present invention is to provide an inter-axis phase conversion device that can prevent the above problems.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の軸間位相変換装置では、駆動軸を有する駆動
系と被駆動軸を有する被駆動系との間に、同駆動軸に対
する被駆動軸の回転位相を変更可能な位相変換機構を設
け、前記駆動系及び被駆動系間には、複数の歯車の組合
せからなり、かつ前記位相変換機構による位相変換時に
駆動軸に対する被駆動軸の回転位相を増幅するとともに
、前記位相変換機構による非位相変換時に前記歯車の全
てを一体回転させる増速歯車機構を設けている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, in the inter-axis phase conversion device of the present invention, a drive system having a drive shaft and a driven system having a driven shaft have a A phase conversion mechanism capable of changing the rotational phase of the driven shaft is provided, and the drive system and the driven system are provided with a combination of a plurality of gears, and when the phase conversion mechanism changes the phase, the rotation phase of the driven shaft relative to the drive shaft is changed. A speed increasing gear mechanism is provided which amplifies the rotational phase of the gears and rotates all of the gears together when the phase conversion mechanism is not performing phase conversion.

【0007】[0007]

【作用】軸間位相変換装置の非位相変換時には、増速歯
車機構を構成する全ての歯車が一体回転する。このため
、増速歯車機構における各ギア間でのギア音や磨耗が防
止される。また、位相変換時には、位相変換機構によっ
て変更された駆動軸に対する被駆動軸の回転位相が、増
速歯車機構によって増幅される。
[Operation] During non-phase conversion of the inter-axle phase conversion device, all gears constituting the speed increasing gear mechanism rotate integrally. Therefore, gear noise and wear between the gears in the speed increasing gear mechanism are prevented. Furthermore, during phase conversion, the rotational phase of the driven shaft relative to the drive shaft, which has been changed by the phase conversion mechanism, is amplified by the speed increasing gear mechanism.

【0008】[0008]

【実施例】(第1実施例)以下、本発明の軸間位相変換
装置を内燃機関のバルブタイミング制御装置に具体化し
た第1実施例を図1〜図4に従って説明する。図1はバ
ルブタイミング制御装置の部分拡大断面図である。この
バルブタイミング制御装置は、内燃機関としてのエンジ
ンの運転状態に応じて吸気バルブの開閉時期を制御する
ことを目的とし、そのためにクランクシャフト(図示し
ない)と吸気用カムシャフト1との回転位相を変換させ
るようにしている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment in which the inter-shaft phase shift device of the present invention is embodied in a valve timing control device for an internal combustion engine will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a partially enlarged sectional view of a valve timing control device. The purpose of this valve timing control device is to control the opening and closing timing of the intake valve according to the operating state of the engine as an internal combustion engine, and for this purpose, the rotational phase of the crankshaft (not shown) and the intake camshaft 1 is adjusted. I'm trying to convert it.

【0009】カムシャフト1の前端部(図1の左端部)
には、ハウジング2が取付けられている。ハウジング2
は、径の異なる2つの部材(小径部3及び大径部4)を
同心円状に配置してなるシリンダ5と、同大径部4の前
端外周に形成されたタイミングプーリ6とから構成され
ており、前記小径部3においてカムシャフト1に回転可
能に外嵌されている。また、前記タイミングプーリ6と
クランクシャフトとはタイミングベルト7によって駆動
連結されており、クランクシャフトの回転が同タイミン
グベルト7を介してハウジング2に伝達される。なお、
本実施例ではこれらのクランクシャフト(駆動軸)、タ
イミングベルト7及びハウジング2によって駆動系が構
成され、カムシャフト(被駆動軸)1によって被駆動系
が構成されている。
Front end of camshaft 1 (left end in FIG. 1)
A housing 2 is attached to the housing 2. housing 2
consists of a cylinder 5 made up of two members with different diameters (a small diameter part 3 and a large diameter part 4) arranged concentrically, and a timing pulley 6 formed on the outer periphery of the front end of the large diameter part 4. The small diameter portion 3 is rotatably fitted onto the camshaft 1 . Further, the timing pulley 6 and the crankshaft are drivingly connected by a timing belt 7, and the rotation of the crankshaft is transmitted to the housing 2 via the timing belt 7. In addition,
In this embodiment, the crankshaft (drive shaft), timing belt 7, and housing 2 constitute a drive system, and the camshaft (driven shaft) 1 constitutes a driven system.

【0010】前記カムシャフト1及びハウジング2の間
には、両者の回転位相を変更させる位相変換機構10と
、同回転位相の角度を増幅する増幅歯車機構としての遊
星歯車機構9とが組み込まれている。遊星歯車機構9は
リングギア11、サンギア12、キャリア13、プラネ
タリギア14等の複数の歯車を備えている。リングギア
11は前記タイミングプーリ6の前端内周に固定され、
サンギア12はボルト20により前記カムシャフト1前
端に固定されている。キャリア13は略円環状をなし、
前記サンギア12直後のカムシャフト1上にスラストワ
ッシャ13′,13″に挟まれて回転可能に外嵌されて
いる。キャリア13からは後方へ円筒部15が突出し、
同円筒部15の外周面が前記大径部4の前端内周の軸受
16に内接している。このため、キャリア13はカムシ
ャフト1、スラストワッシャ13′,13″及び軸受1
6に摺接しながら回転することになる。
A phase conversion mechanism 10 for changing the rotational phase of the camshaft 1 and the housing 2, and a planetary gear mechanism 9 as an amplification gear mechanism for amplifying the angle of the same rotational phase are incorporated between the camshaft 1 and the housing 2. There is. The planetary gear mechanism 9 includes a plurality of gears such as a ring gear 11, a sun gear 12, a carrier 13, and a planetary gear 14. A ring gear 11 is fixed to the inner periphery of the front end of the timing pulley 6,
The sun gear 12 is fixed to the front end of the camshaft 1 with a bolt 20. The carrier 13 has a substantially circular shape,
It is rotatably fitted onto the camshaft 1 immediately behind the sun gear 12 between thrust washers 13' and 13''. A cylindrical portion 15 protrudes rearward from the carrier 13.
The outer peripheral surface of the cylindrical portion 15 is inscribed in a bearing 16 on the inner periphery of the front end of the large diameter portion 4. Therefore, the carrier 13 includes the camshaft 1, thrust washers 13', 13'' and the bearing 1.
It rotates while sliding in contact with 6.

【0011】前記キャリア13の前面外周部には複数本
(例えば3本)の支軸17が突設され、各支軸17にプ
ラネタリギア14が回転可能に支承されている。各プラ
ネタリギア14は前記リングギア11及びサンギア12
に噛合しており、タイミングプーリ6の回転をカムシャ
フト1に伝達する。各支軸17の前端には阻止リング1
8が固定されており、同支軸17からプラネタリギア1
4が脱落するのを阻止している。
A plurality of (for example, three) support shafts 17 are provided protruding from the outer periphery of the front surface of the carrier 13, and a planetary gear 14 is rotatably supported on each support shaft 17. Each planetary gear 14 includes the ring gear 11 and the sun gear 12.
The rotation of the timing pulley 6 is transmitted to the camshaft 1. A blocking ring 1 is attached to the front end of each support shaft 17.
8 is fixed, and the planetary gear 1 is connected from the same support shaft 17.
4 is prevented from falling off.

【0012】次に、位相変換機構10について説明する
。前記ハウジング2の小径部3と大径部4とキャリア1
3とによって囲まれる空間内には、前後両面を開放した
略円筒状のピストン8が配置されている。このピストン
8の前端内周面及び前端外周面にはヘリカルスプライン
8a,8bが形成されている。両ヘリカルスプライン8
a,8bは、前記小径部3外周に形成されたヘリカルス
プライン3a、及びキャリア13の円筒部15内周面に
形成されたヘリカルスプライン15aにそれぞれ噛合し
ている。このため、ピストン8に前後方向への力が作用
すると、同ピストン8は回転しながら前後方向へ移動す
ることになる。
Next, the phase conversion mechanism 10 will be explained. The small diameter portion 3 and the large diameter portion 4 of the housing 2 and the carrier 1
A substantially cylindrical piston 8 with both front and rear sides open is disposed in the space surrounded by the piston 3 and the piston 8 . Helical splines 8a and 8b are formed on the inner circumferential surface of the front end and the outer circumferential surface of the front end of the piston 8. Both helical splines 8
a and 8b mesh with a helical spline 3a formed on the outer periphery of the small diameter portion 3 and a helical spline 15a formed on the inner circumferential surface of the cylindrical portion 15 of the carrier 13, respectively. Therefore, when a force is applied to the piston 8 in the longitudinal direction, the piston 8 moves in the longitudinal direction while rotating.

【0013】前記ピストン8とハウジング2の最深部と
の間には加圧室19が形成され、同加圧室19に作動油
が供給されるようになっている。すなわち、カムシャフ
ト1内及びハウジング2には油路21が形成されており
、この油路21が加圧室19に連通している。そして、
オイルポンプ(図示しない)によって吸い上げられ、か
つ油圧制御弁22にて調圧された作動油が、前記油路2
1を通って加圧室19に供給される。この供給された作
動油の油圧により、ピストン8に対し前方への押圧力が
作用する。なお、ハウジング2の大径部4の前端内周面
には係止リング23が固定され、この係止リング23と
ピストン8後端外周部との間にコイルスプリングよりな
るリターンスプリング24が圧縮状態で介在されている
。リターンスプリング24はピストン8を常に後方へ付
勢している。
A pressurizing chamber 19 is formed between the piston 8 and the deepest part of the housing 2, and hydraulic oil is supplied to the pressurizing chamber 19. That is, an oil passage 21 is formed in the camshaft 1 and the housing 2, and this oil passage 21 communicates with the pressurizing chamber 19. and,
Hydraulic oil sucked up by an oil pump (not shown) and regulated by a hydraulic control valve 22 is transferred to the oil passage 2.
1 and is supplied to the pressurizing chamber 19. A forward pressing force acts on the piston 8 due to the hydraulic pressure of the supplied hydraulic oil. A locking ring 23 is fixed to the inner circumferential surface of the front end of the large diameter portion 4 of the housing 2, and a return spring 24 made of a coil spring is in a compressed state between the locking ring 23 and the outer circumference of the rear end of the piston 8. It is mediated by The return spring 24 always urges the piston 8 backward.

【0014】そのため、前記加圧室19に作動油を供給
しない時(進角時)には、リターンスプリング24の付
勢力によってピストン8が図1で示すように後端部に位
置する。この状態から加圧室19に作動油を供給すると
、ピストン8はリターンスプリング24の付勢力に抗し
回転しながら前方へ移動する。この際、ヘリカルスプラ
イン3a,8a,8b,15aによってピストン8に駆
動連結されたハウジング2とキャリア13との回転位相
がずれ、これに伴ってカムシャフト1とクランクシャフ
トの回転位相が遅角側へずれることになる。
Therefore, when hydraulic oil is not supplied to the pressurizing chamber 19 (during advance), the biasing force of the return spring 24 positions the piston 8 at the rear end as shown in FIG. When hydraulic oil is supplied to the pressurizing chamber 19 from this state, the piston 8 moves forward while rotating against the biasing force of the return spring 24. At this time, the rotational phase of the housing 2 and the carrier 13, which are drivingly connected to the piston 8 by the helical splines 3a, 8a, 8b, and 15a, shifts, and accordingly, the rotational phase of the camshaft 1 and the crankshaft is retarded. It will shift.

【0015】ところで、前記油圧制御弁22の開度は電
子制御装置(以下、単に「ECU」という)25によっ
て制御される。すなわち、ECU25の入力側には、エ
ンジン負荷としてスロットルバルブの開度を検出するス
ロットルセンサ26と、ディストリビュータのロータの
回転からエンジンの回転数を検出する回転数センサ27
とが接続されている。また、前記ECU25の出力側に
は油圧制御弁22が接続されている。ECU25には、
エンジン回転数とエンジン負荷との関係において、図4
に示すような第1〜3の領域A,B,Cが予め記憶され
ている。ECU25はスロットルセンサ26及び回転数
センサ27からの検出信号に基づき、前記第1〜3の領
域A〜Cの中からそのときのエンジン状態を割出し、前
記油圧制御弁22の開度を制御するための制御信号を出
力する。
Incidentally, the opening degree of the hydraulic control valve 22 is controlled by an electronic control unit (hereinafter simply referred to as "ECU") 25. That is, on the input side of the ECU 25, there are a throttle sensor 26 that detects the opening degree of the throttle valve as the engine load, and a rotation speed sensor 27 that detects the engine rotation speed from the rotation of the distributor rotor.
are connected. Further, a hydraulic control valve 22 is connected to the output side of the ECU 25. In ECU25,
Figure 4 shows the relationship between engine speed and engine load.
First to third areas A, B, and C as shown in are stored in advance. The ECU 25 determines the current engine state from the first to third regions A to C based on the detection signals from the throttle sensor 26 and the rotation speed sensor 27, and controls the opening degree of the hydraulic control valve 22. Outputs control signals for

【0016】次に、上記のように構成された本実施例の
バルブタイミング制御装置の作用及び効果を説明する。 エンジンが始動されると、クランクシャフトの回転がタ
イミングベルト7を介しハウジング2に伝達される。ま
た、ECU25はスロットルセンサ26及び回転数セン
サ27からの信号を入力してエンジン負荷及びエンジン
回転数を検出し、そのときのエンジン状態が前記した3
つの領域A〜Cのうちのどの領域に属するかを割出す。 そしてECU25は、クランクシャフトに対するカムシ
ャフト1の回転位相を、割出した領域A〜Cに対応する
回転位相とするための制御信号を油圧制御弁22に出力
する。
Next, the operation and effects of the valve timing control device of this embodiment constructed as described above will be explained. When the engine is started, the rotation of the crankshaft is transmitted to the housing 2 via the timing belt 7. Further, the ECU 25 inputs signals from the throttle sensor 26 and the rotational speed sensor 27 to detect the engine load and the engine rotational speed, and the engine state at that time is determined by the above-mentioned 3.
Determine which area it belongs to among the three areas A to C. Then, the ECU 25 outputs a control signal to the hydraulic control valve 22 to set the rotational phase of the camshaft 1 relative to the crankshaft to a rotational phase corresponding to the determined regions A to C.

【0017】図1はECU25によってエンジン状態が
第1の領域(低・中回転で高負荷の領域)Aにあると判
断された場合のバルブタイミング制御装置を示している
。この状態では油圧制御弁22が閉じられ、加圧室19
に作動油が供給されない。そのため、リターンスプリン
グ24によって後方へ付勢されたピストン8はハウジン
グ2内の後端部に位置している。
FIG. 1 shows the valve timing control system when the ECU 25 determines that the engine condition is in the first region A (low/medium rotation and high load region). In this state, the hydraulic control valve 22 is closed, and the pressurizing chamber 19
Hydraulic oil is not supplied to. Therefore, the piston 8 urged rearward by the return spring 24 is located at the rear end inside the housing 2.

【0018】このようにピストン8がハウジング2内の
後端部に位置したまま前後方向へ移動しないと、カムシ
ャフト1、遊星歯車機構9、ピストン8、ハウジング2
が一体回転する。これは、ハウジング2の小径部3にピ
ストン8がスプライン結合するとともに、同ピストン8
にキャリア13がスプライン結合しており、しかも、同
キャリア13に支承されたプラネタリギア14がリング
ギア11及びサンギア12に噛み合っているからである
。タイミングベルト7を介しハウジング2に伝達された
このときの回転トルクは、次の2つの経路でカムシャフ
ト1に伝達される。その1つは、ピストン8のヘリカル
スプライン8a,8b及び遊星歯車機構9を介しカムシ
ャフト1に伝わる経路であり、残りの1つは、タイミン
グプーリ6に固定されたリングギア11から直接遊星歯
車機構9を介してカムシャフト1に伝わる経路である。
If the piston 8 remains located at the rear end of the housing 2 and does not move forward or backward, the camshaft 1, the planetary gear mechanism 9, the piston 8, and the housing 2
rotates as one. This means that the piston 8 is spline-coupled to the small diameter portion 3 of the housing 2, and the piston 8 is
This is because the carrier 13 is spline-coupled to the carrier 13, and the planetary gear 14 supported by the carrier 13 meshes with the ring gear 11 and the sun gear 12. The rotational torque transmitted to the housing 2 via the timing belt 7 is transmitted to the camshaft 1 through the following two routes. One of them is a path that is transmitted to the camshaft 1 via the helical splines 8a, 8b of the piston 8 and the planetary gear mechanism 9, and the remaining one is a path that is transmitted directly from the ring gear 11 fixed to the timing pulley 6 to the planetary gear mechanism. This is a path that is transmitted to the camshaft 1 via 9.

【0019】前記のように、ピストン8がハウジング2
の後端部に位置していると、吸気バルブの閉弁時期が早
められて、シリンダ内に吸い込まれた混合気が戻されに
くくなる。その結果、吸気充填効率が高められ高出力が
得られる。また、図2はECU25によってエンジン状
態が第1の領域Aから第2の領域(低回転で低負荷の領
域)Bに移行したと判断された場合のバルブタイミング
制御装置を示している。この状態になるとECU25は
、油圧制御弁22を開かせるための制御信号を出力する
。油圧制御弁22が所定開度まで開くと、オイルポンプ
によって吸い上げられた作動油が同油圧制御弁22にて
調圧され、矢印で示すように油路21を通って加圧室1
9に供給される。この供給された作動油の油圧はピスト
ン8後面に作用し、リターンスプリング24の付勢力に
抗しピストン8を前方へ押圧する。すると、ヘリカルス
プライン3a,8a,8b,15aの作用によりピスト
ン8が回転しながら前方へ移動し、これに伴いハウジン
グ2及びキャリア13に捩じり力が付与される。そして
、この捩じり力によりハウジング2とキャリア13とが
相対回転する。なお、前記ピストン8の前方への移動は
、キャリア13後面と接触したところで規制される。
As mentioned above, the piston 8 is attached to the housing 2
If it is located at the rear end, the closing timing of the intake valve will be advanced, making it difficult for the air-fuel mixture sucked into the cylinder to return. As a result, intake air filling efficiency is increased and high output is obtained. Further, FIG. 2 shows the valve timing control device when the ECU 25 determines that the engine state has shifted from the first region A to the second region B (low rotation and low load region). In this state, the ECU 25 outputs a control signal to open the hydraulic control valve 22. When the hydraulic control valve 22 opens to a predetermined opening degree, the hydraulic oil sucked up by the oil pump is pressure regulated by the hydraulic control valve 22, and passes through the oil passage 21 as shown by the arrow into the pressurizing chamber 1.
9. The hydraulic pressure of the supplied hydraulic oil acts on the rear surface of the piston 8 and pushes the piston 8 forward against the biasing force of the return spring 24. Then, the piston 8 rotates and moves forward due to the action of the helical splines 3a, 8a, 8b, and 15a, and a torsional force is applied to the housing 2 and the carrier 13 accordingly. This torsional force causes the housing 2 and the carrier 13 to rotate relative to each other. Note that the forward movement of the piston 8 is restricted when it comes into contact with the rear surface of the carrier 13.

【0020】このときの回転位相の変換量は遊星歯車機
構9によって拡大される。すなわち、リングギア11に
対するサンギア12の回転位相は次式に基づいて考える
ことができる。 (1+λ)Cn =Rn +λ・Sn     (1)
ただし、λはサンギア12のリングギア11に対する径
比、Cn はキャリア13の回転数、Rn はリングギ
ア11の回転数、Sn はサンギア12の回転数である
The amount of rotational phase conversion at this time is expanded by the planetary gear mechanism 9. That is, the rotational phase of sun gear 12 with respect to ring gear 11 can be considered based on the following equation. (1+λ)Cn =Rn +λ・Sn (1)
Here, λ is the diameter ratio of the sun gear 12 to the ring gear 11, Cn is the rotation speed of the carrier 13, Rn is the rotation speed of the ring gear 11, and Sn is the rotation speed of the sun gear 12.

【0021】説明を簡単にするために、図2及び図3に
示すようにリングギア11が固定されており、クランク
シャフト側の回転力がキャリア(図3では省略)13に
入力されサンギア12から出力されるものとする。これ
は、リングギア11とキャリア13との間に生じている
位相差を、リングギア11を固定することによりキャリ
ア13の回転に置き換えて考えるためである。
To simplify the explanation, the ring gear 11 is fixed as shown in FIGS. 2 and 3, and the rotational force of the crankshaft is input to the carrier (not shown in FIG. 3) 13 and is transmitted from the sun gear 12. It shall be output. This is because the phase difference occurring between the ring gear 11 and the carrier 13 is considered by replacing it with the rotation of the carrier 13 by fixing the ring gear 11.

【0022】前記のようにリングギア11が固定されて
いるからRn =0となる。これを前記(1)式に代入
すると次の(2)式になる。 {(1+λ)/λ}Cn =Sn     (2)よっ
て、サンギア12はキャリア13の(1+λ)/λ倍回
転することになり、前記ピストン8の回転により生じた
回転位相は遊星歯車機構9を追加することで{(1+λ
)/λ}倍にすることができる。
Since the ring gear 11 is fixed as described above, Rn=0. Substituting this into equation (1) gives the following equation (2). {(1+λ)/λ}Cn = Sn (2) Therefore, the sun gear 12 rotates by (1+λ)/λ times that of the carrier 13, and the rotational phase caused by the rotation of the piston 8 is added to the planetary gear mechanism 9. By doing {(1+λ
)/λ} times.

【0023】ここで前記(2)式に具体的な値を入れて
考えてみる。ピストン8の回転によりハウジング2とキ
ャリア13との間に10°の位相差(位相角)が生じた
とする。また、サンギア12のリングギア11に対する
径比λを0.5とする。これらの値を(2)式へ代入す
ると、   Sn ={(1+0.5)/0.5}・10=3×
10=30となる。つまりサンギア12は、ハウジング
2とキャリア13との間の位相差(10°)の3倍の3
0°の位相差を得ることになる。なお、前記径比λの好
ましい範囲は0.3〜0.6であり、サンギア12に伝
達される位相角の、キャリア13に入力される位相角に
対する好ましい倍率は約2.6〜4.4である。
Let's now consider specific values in equation (2). Assume that a phase difference (phase angle) of 10° occurs between the housing 2 and the carrier 13 due to the rotation of the piston 8. Further, the diameter ratio λ of the sun gear 12 to the ring gear 11 is set to 0.5. Substituting these values into equation (2), Sn = {(1+0.5)/0.5}・10=3×
10=30. In other words, the sun gear 12 is 3 times the phase difference (10°) between the housing 2 and the carrier 13.
A phase difference of 0° will be obtained. Note that the diameter ratio λ preferably ranges from 0.3 to 0.6, and the preferable magnification of the phase angle transmitted to the sun gear 12 with respect to the phase angle input to the carrier 13 is about 2.6 to 4.4. It is.

【0024】従って、前記位相角の拡大により、吸気バ
ルブの閉弁時期はエンジン負荷及びエンジン回転数がと
もに低い領域で極端に遅くなる。これにより、シリンダ
容積を見かけ上小さくしてポンピングロスを低減するこ
とができる。ここでポンピングロスとは、エンジンが外
部へ仕事をするために必要な空気を吸入する際に生ずる
吸気損失のことである。
Therefore, due to the expansion of the phase angle, the closing timing of the intake valve is extremely delayed in a region where both the engine load and the engine speed are low. Thereby, the cylinder volume can be reduced in appearance and pumping loss can be reduced. Pumping loss here refers to intake loss that occurs when the engine takes in the air necessary to perform work to the outside.

【0025】なお、図示はしないが、エンジン状態が前
記第1の領域A又は第2の領域Bから第3の領域Cへ移
行した場合には、ECU25は油圧制御弁22を若干開
かせるための制御信号を出力する。この際、ピストン8
の後端面に加わる油圧の大きさと、リターンスプリング
24が圧縮することで発生する付勢力とが釣り合う位置
まで同ピストン8が移動する。このときのピストン8の
移動量及びカムシャフト1の相対回転量は、前記第1の
領域Aから第2の領域Bへ移行する場合よりも小さい。 そのため、吸気バルブの閉弁時期は第1の領域Aの場合
よりも遅く、かつ第2の領域Bの場合より早くなり、バ
ルブオーバーラップ量が小さくなる。その結果、吸気慣
性によって混合気をより多くシリンダ内へ取り込むこと
が可能となる。なお、このときのピストン8に加わる油
圧の大きさは油圧制御弁22の開度を変更することによ
って調節可能である。
Although not shown in the drawings, when the engine state shifts from the first region A or the second region B to the third region C, the ECU 25 operates to slightly open the hydraulic control valve 22. Outputs a control signal. At this time, piston 8
The piston 8 moves to a position where the magnitude of the hydraulic pressure applied to the rear end surface and the biasing force generated by compression of the return spring 24 are balanced. At this time, the amount of movement of the piston 8 and the amount of relative rotation of the camshaft 1 are smaller than when moving from the first region A to the second region B. Therefore, the closing timing of the intake valve is later than in the first region A and earlier than in the second region B, and the amount of valve overlap is reduced. As a result, more air-fuel mixture can be taken into the cylinder due to intake inertia. Note that the magnitude of the hydraulic pressure applied to the piston 8 at this time can be adjusted by changing the opening degree of the hydraulic control valve 22.

【0026】このように、本実施例では、タイミングプ
ーリ6を有するハウジング2とカムシャフト1との間に
ピストン8及び遊星歯車機構9を介在させた。そして、
ピストン8とハウジング2とをヘリカルスプライン8a
,3aにて結合させるとともに、同ピストン8とキャリ
ア13とをヘリカルスプライン8b,15aにて結合さ
せ、さらには、リングギア11をハウジング2に、サン
ギア12をカムシャフト1にそれぞれ固定した。これに
より、エンジン状態が第1〜第3の領域A〜Cのうちの
いずれかの領域に属している通常時(非位相変換時)に
は、バルブタイミング制御装置の全ての構成部品が一体
回転し、相対回転が生じない。そのため、リングギア6
7が固定され、かつプラネタリギア66及びサンギア6
8が常時回転した従来技術とは異なり、本実施例では非
位相変換時に各ギア間のバックラッシュに基づきギア音
が発生したり、ギアが磨耗したりするのを防止できる。
As described above, in this embodiment, the piston 8 and the planetary gear mechanism 9 are interposed between the housing 2 having the timing pulley 6 and the camshaft 1. and,
The piston 8 and the housing 2 are connected by a helical spline 8a.
, 3a, and the piston 8 and carrier 13 were also connected by helical splines 8b, 15a. Furthermore, the ring gear 11 was fixed to the housing 2, and the sun gear 12 was fixed to the camshaft 1, respectively. As a result, during normal times (during non-phase change) when the engine condition belongs to any one of the first to third regions A to C, all components of the valve timing control device rotate integrally. However, no relative rotation occurs. Therefore, ring gear 6
7 is fixed, and a planetary gear 66 and a sun gear 6
Unlike the prior art in which gear 8 rotates all the time, this embodiment can prevent gear noise from occurring due to backlash between gears and gear wear during non-phase conversion.

【0027】また、エンジンの運転状態が第1〜第3の
領域A〜Cのうちのいずれかの領域から別の領域へ移行
する時には、位相変換機構10にてカムシャフト1とキ
ャリア13との回転位相を変化させ、さらに、その位相
角を遊星歯車機構9にて増幅させることができる。この
ため、カムシャフト1の大変位角が得られる。この変位
角の大きさは、ヘリカルスプライン3a,8a,8b,
15aのねじれ角や、サンギア12とリングギア11と
の径比を適宜変更することによって種々設定することが
できる。
Further, when the operating state of the engine shifts from one of the first to third regions A to C to another region, the phase change mechanism 10 changes the relationship between the camshaft 1 and the carrier 13. The rotational phase can be changed and the phase angle can be further amplified by the planetary gear mechanism 9. Therefore, a large displacement angle of the camshaft 1 can be obtained. The magnitude of this displacement angle is determined by the helical splines 3a, 8a, 8b,
Various settings can be made by appropriately changing the helix angle of 15a and the diameter ratio of sun gear 12 and ring gear 11.

【0028】なお、本実施例によれば前記以外にも次に
示す作用及び効果を奏する。例えば遊星歯車機構9を省
略して、ヘリカルスプラインを有するピストンを軸方向
へ移動させることによりハウジングとカムシャフトの回
転位相を変換させる機構だけを用いた場合には、その位
相角がピストンの軸方向の移動量によって決定される。 従って、位相角を拡大するにはピストンの移動量を大き
くしたり、ヘリカルスプラインのねじれ角を大きくした
りするしかなく、設計の自由度が小さい。これに対し、
本実施例では前記のように遊星歯車機構9を追加したの
で、同遊星歯車機構9にて簡易に位相角の拡大を図るこ
とができるのはもちろんのこと、サンギア12とリング
ギア11との径比を適宜選択することで位相角の拡大率
を選択でき、その分設計の自由度が増す。 (第2実施例)次に、本発明の第2実施例を図5〜図7
に従って説明する。
Furthermore, according to this embodiment, the following functions and effects are achieved in addition to the above-mentioned ones. For example, if the planetary gear mechanism 9 is omitted and only a mechanism that changes the rotational phase of the housing and the camshaft by moving a piston having a helical spline in the axial direction is used, the phase angle will change in the axial direction of the piston. is determined by the amount of movement. Therefore, the only way to increase the phase angle is to increase the amount of movement of the piston or increase the torsion angle of the helical spline, and the degree of freedom in design is small. On the other hand,
In this embodiment, since the planetary gear mechanism 9 is added as described above, not only can the phase angle be easily expanded using the planetary gear mechanism 9, but also the diameter of the sun gear 12 and ring gear 11 can be increased. By appropriately selecting the ratio, the expansion rate of the phase angle can be selected, and the degree of freedom in design increases accordingly. (Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described in FIGS. 5 to 7.
Explain according to the following.

【0029】本実施例ではピストン8を前後方向へ移動
させる手段として、油圧及びリターンスプリング24に
代えてステップモータ35を用いている点が前記第1実
施例と大きく異なっている。すなわち、図5はバルブタ
イミング制御装置の進角時の状態を示し、図6は同じく
遅角時の状態を示している。両図に示すように、カムシ
ャフト1の前端部(図の左端部)には、後面が開放され
たハウジング2が回転可能に支持されている。カムシャ
フト1及びハウジング2間には、両者の回転位相を変更
するための位相変換機構10と、その回転位相角を増幅
するための遊星歯車機構9とが配設されている。図7に
示すように位相角変換機構10のピストン8は、内外周
にヘリカルスプライン8a,8bを有する円環状本体部
30と、同本体部30の前端から等角度毎に前方へ突出
する複数本(例えば3本)の連結片31とから構成され
ている。これらの連結片31はハウジング2の最深部に
設けられた孔2bを貫通している。そして、前記連結片
31の前端内周面に連結リング32が固定されている。
This embodiment differs greatly from the first embodiment in that a step motor 35 is used instead of the hydraulic pressure and the return spring 24 as means for moving the piston 8 in the longitudinal direction. That is, FIG. 5 shows the state of the valve timing control device when the valve timing is advanced, and FIG. 6 similarly shows the state when the valve timing control device is retarded. As shown in both figures, a housing 2 whose rear surface is open is rotatably supported at the front end of the camshaft 1 (left end in the figures). A phase conversion mechanism 10 for changing the rotational phase of the camshaft 1 and the housing 2, and a planetary gear mechanism 9 for amplifying the rotational phase angle are disposed between the camshaft 1 and the housing 2. As shown in FIG. 7, the piston 8 of the phase angle conversion mechanism 10 includes a ring-shaped main body part 30 having helical splines 8a and 8b on the inner and outer peripheries, and a plurality of splines protruding forward at equal angles from the front end of the main body part 30. (for example, three) connecting pieces 31. These connecting pieces 31 pass through holes 2b provided in the deepest part of the housing 2. A connecting ring 32 is fixed to the inner peripheral surface of the front end of the connecting piece 31.

【0030】一方、図5に示すように、前記カムシャフ
ト1の前方に位置するタイミングベルトカバー33等の
静止部材には、後方へ向けて円筒部34が突設されてい
る。タイミングベルトカバー33の前面にはステップモ
ータ35が取付けられ、その回転軸36は前記円筒部3
4を貫通し、カムシャフト1の前端部に相対回転可能に
支持されている。そして、ステップモータ35はECU
25から出力されるパルス信号の数に応じた角度回転軸
36を回転させる。前記回転軸36の外周には送りねじ
37が形成され、同送りねじ37上にナット38が螺合
されている。ナット38外周と前記円筒部34内周とは
スプライン結合されており、このため、ステップモータ
35の回転軸36が回転するとナット38が前後方向へ
移動することになる。
On the other hand, as shown in FIG. 5, a stationary member such as the timing belt cover 33 located in front of the camshaft 1 has a cylindrical portion 34 projecting rearward. A step motor 35 is attached to the front surface of the timing belt cover 33, and its rotating shaft 36 is connected to the cylindrical portion 3.
4 and is supported by the front end of the camshaft 1 so as to be relatively rotatable. The step motor 35 is controlled by the ECU.
The angle rotation shaft 36 is rotated in accordance with the number of pulse signals output from 25. A feed screw 37 is formed on the outer periphery of the rotating shaft 36, and a nut 38 is screwed onto the feed screw 37. The outer periphery of the nut 38 and the inner periphery of the cylindrical portion 34 are spline-coupled, so that when the rotating shaft 36 of the step motor 35 rotates, the nut 38 moves in the front-rear direction.

【0031】さらに、ナット38の後端外周にはスラス
トブッシュ39が取付けられ、同スラストブッシュ39
に前記ピストン8前端の連結リング32が相対回転可能
に連結されている。ここで、スラストブッシュ39を用
いたのは、ナット38は相対回転はせず、連結リング3
2はエンジン回転にともなう回転部材であり、回転遮断
のためであり、かつナット38と連結リング32との相
対回転による摩擦抵抗を低減させるためである。なお、
スラストブッシュ39に代えてスラストベアリングを用
いてもよい。前記以外の構成は前記第1実施例と同様で
ある。
Furthermore, a thrust bush 39 is attached to the outer periphery of the rear end of the nut 38.
A connecting ring 32 at the front end of the piston 8 is connected to the piston 8 for relative rotation. Here, the thrust bush 39 is used because the nut 38 does not rotate relative to the connecting ring 3.
Reference numeral 2 denotes a rotating member that rotates as the engine rotates, and is used to cut off rotation and reduce frictional resistance due to relative rotation between the nut 38 and the connecting ring 32. In addition,
A thrust bearing may be used instead of the thrust bush 39. The configuration other than the above is the same as that of the first embodiment.

【0032】従って本実施例によると、図5又は図6に
示す非位相変換時には、ECU25からの制御信号に基
づきステップモータ35の回転軸36が回転せず、遊星
歯車機構9、位相変換機構10等のバルブタイミング制
御装置の構成部品が一体回転する。このため、各ギア間
のバックラッシュに基づくギア音の発生や、ギア磨耗を
防止できる。
Therefore, according to this embodiment, during the non-phase conversion shown in FIG. The components of the valve timing control device, such as the following, rotate integrally. Therefore, generation of gear noise due to backlash between gears and gear wear can be prevented.

【0033】また、位相変換時には、ECU25からの
制御信号に基づきステップモータ35の回転軸36が回
転し、同回転軸36上のナット38が前方又は後方へ移
動する。ナット38にはスラストブッシュ39を介しピ
ストン8が連結されているので、同ピストン8はハウジ
ング2に対し相対回転しながら移動する。これにより、
ハウジング2に対するピストン8の回転位相が変換され
、その位相角は遊星歯車機構9にて拡大される。
Furthermore, during phase conversion, the rotating shaft 36 of the step motor 35 rotates based on a control signal from the ECU 25, and the nut 38 on the rotating shaft 36 moves forward or backward. Since the piston 8 is connected to the nut 38 via the thrust bush 39, the piston 8 moves while rotating relative to the housing 2. This results in
The rotational phase of the piston 8 relative to the housing 2 is changed, and the phase angle is expanded by the planetary gear mechanism 9.

【0034】さらに、本実施例ではステップモータ35
を用いたことにより、次のような効果も奏する。前記ピ
ストン8を移動させる方法として油圧及びリターンスプ
リング24を用いた場合において、無段、あるいは多段
にわたる位相変換を得ようとすると、同ピストン8に加
わる油圧と、リターンスプリング24の付勢力とが釣り
合う位置でピストン8を静止させることが必要である。 この際、ピストン8の静止位置の精度は、油圧やリター
ンスプリング24の精度に影響されるおそれがある。そ
のため、油温や油圧制御弁22のヒステリシス等を考慮
したうえで、設定値通りの油圧をピストン8に加えるよ
うにするには、例えばピストン8の位置を検出するセン
サを別途設けて、同ピストン8の位置が所定の位置とな
るように油圧等を制御することが考えられる。
Furthermore, in this embodiment, the step motor 35
By using this, the following effects can also be achieved. In the case where hydraulic pressure and the return spring 24 are used as a method for moving the piston 8, when trying to obtain stepless or multistage phase change, the hydraulic pressure applied to the piston 8 and the biasing force of the return spring 24 are balanced. It is necessary to keep the piston 8 stationary in position. At this time, the accuracy of the resting position of the piston 8 may be affected by the hydraulic pressure and the accuracy of the return spring 24. Therefore, in order to apply the hydraulic pressure according to the set value to the piston 8, taking into consideration the oil temperature, hysteresis of the hydraulic pressure control valve 22, etc., for example, a separate sensor to detect the position of the piston 8 is installed, and the piston It is conceivable to control the oil pressure or the like so that the position 8 becomes a predetermined position.

【0035】また、ピストン8を設定位置に移動させた
場合、同ピストン8は油圧とリターンスプリング24と
によって釣り合った不安定な状態にある。ピストン8の
位置が不安定であると、カムシャフト1の回転によるト
ルク変動等の外部入力により、ピストン8が設定位置か
らずれるおそれがある。そのため、ピストン8の位置保
持に別の機構を設けることが望まれる。
Further, when the piston 8 is moved to the set position, the piston 8 is in an unstable state balanced by the oil pressure and the return spring 24. If the position of the piston 8 is unstable, there is a risk that the piston 8 will deviate from the set position due to external input such as torque fluctuation due to rotation of the camshaft 1. Therefore, it is desirable to provide another mechanism to maintain the position of the piston 8.

【0036】これに対し本実施例では、ステップモータ
35の回転軸36の回転角度によりピストン8の前後位
置が決定される。このため、前記のような特別なセンサ
を用いることなく、ピストン8の位置制御を精度良く行
うことができる。また、ステップモータ35には自己保
持トルクがあるので、前記のような特別な保持機構を設
けなくても、ピストン8を所定の位置に安定した状態で
保持することができる。
On the other hand, in this embodiment, the longitudinal position of the piston 8 is determined by the rotation angle of the rotating shaft 36 of the step motor 35. Therefore, the position of the piston 8 can be controlled with high accuracy without using a special sensor as described above. Further, since the step motor 35 has a self-holding torque, the piston 8 can be stably held at a predetermined position without providing a special holding mechanism as described above.

【0037】さらに、本実施例ではピストン8の移動の
ために油圧を用いないので、カムシャフト1やハウジン
グ2に油路を形成する必要がなくなる。 (第3実施例)次に、本発明の第3実施例を図8に基づ
いて説明する。本実施例では、増速歯車機構として遊星
歯車機構9に代えて差動歯車機構41を用いている点が
前記第1実施例及び第2実施例と大きく異なっている。 なお、図8ではタイミングベルト7が後側(図の右側)
に位置している。
Furthermore, in this embodiment, since hydraulic pressure is not used to move the piston 8, there is no need to form an oil passage in the camshaft 1 or the housing 2. (Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described based on FIG. 8. This embodiment differs greatly from the first and second embodiments in that a differential gear mechanism 41 is used instead of the planetary gear mechanism 9 as the speed-increasing gear mechanism. In addition, in Figure 8, the timing belt 7 is on the rear side (on the right side of the figure).
It is located in

【0038】カムシャフト1は入力側シャフト42と出
力側シャフト43とに分割され、両者が作動歯車機構4
1によって連結されている。作動歯車機構41は、両シ
ャフト42,43の端部を覆い、かつ後端に円筒部44
aを有するケース44と、同ケース44内において各シ
ャフト42,43端部に固定された入力側及び出力側の
かさ歯車45,46と、同ケース44に回転可能に支持
され、かつ前記両かさ歯車45,46に噛合する別のか
さ歯車47,48とからなる。出力側のかさ歯車46は
入力側のかさ歯車45よりも小径に形成されている。
The camshaft 1 is divided into an input shaft 42 and an output shaft 43, both of which are connected to the operating gear mechanism 4.
connected by 1. The operating gear mechanism 41 covers the ends of both shafts 42 and 43, and has a cylindrical portion 44 at the rear end.
a case 44, input side and output side bevel gears 45, 46 fixed to the ends of the shafts 42, 43 in the case 44, rotatably supported by the case 44, and both the bevel gears It consists of gears 45, 46 and other bevel gears 47, 48 that mesh with them. The bevel gear 46 on the output side is formed to have a smaller diameter than the bevel gear 45 on the input side.

【0039】一方、前記入力側シャフト42上において
、タイミングプーリ6と作動歯車機構41との間にはハ
ウジング2が回転可能に支持されている。ハウジング2
内には円筒状ピストン8が配設されている。ピストン8
は、前記円筒部44a及び入力側シャフト42に対しヘ
リカルスプライン49,50にてスプライン結合されて
いる。なお、入力側シャフト42には油路21が形成さ
れており、遅角時には同油路21を介しハウジング2内
に作動油が供給され、進角時には作動油が供給されない
ようになっている。
On the other hand, on the input shaft 42, the housing 2 is rotatably supported between the timing pulley 6 and the operating gear mechanism 41. housing 2
A cylindrical piston 8 is disposed inside. piston 8
is spline-coupled to the cylindrical portion 44a and the input shaft 42 by helical splines 49, 50. An oil passage 21 is formed in the input shaft 42, and hydraulic oil is supplied into the housing 2 through the oil passage 21 when the angle is retarded, but no hydraulic oil is supplied when the angle is advanced.

【0040】前記のように構成されたバルブタイミング
制御装置では、非位相変換時にピストン8が前後方向へ
移動せず、入力側シャフト42、ピストン8、ケース4
4、全かさ歯車45〜48、出力側シャフト43が一体
回転する。従って、入力側シャフト42及び出力側シャ
フト43の回転位相は変化しない。また、ハウジング2
内への作動油の供給が開始又は停止されると、同ピスト
ン8は入力側シャフト42に対し相対回転しながら前後
方向へ移動する。ピストン8にはケース44がヘリカル
スプライン49にて結合されているので、同ケース44
がピストン8と一体回転する。これによりかさ歯車47
,48が、自転しながら入力側のかさ歯車45上を公転
し、同公転により出力側のかさ歯車46が増速されて回
転される。従って、回転位相が作動歯車機構41によっ
て拡大され、出力側シャフト43の大変移角が得られる
In the valve timing control device configured as described above, the piston 8 does not move in the longitudinal direction during non-phase conversion, and the input shaft 42, the piston 8, and the case 4
4. All the bevel gears 45 to 48 and the output shaft 43 rotate together. Therefore, the rotational phases of the input shaft 42 and the output shaft 43 do not change. Also, housing 2
When the supply of hydraulic oil into the input shaft 42 is started or stopped, the piston 8 moves in the front-rear direction while rotating relative to the input shaft 42. Since a case 44 is connected to the piston 8 by a helical spline 49, the case 44
rotates together with the piston 8. As a result, the bevel gear 47
, 48 revolve on the input side bevel gear 45 while rotating, and the output side bevel gear 46 is sped up and rotated by the same revolution. Therefore, the rotational phase is expanded by the operating gear mechanism 41, and a large shift angle of the output shaft 43 is obtained.

【0041】このように、本実施例によっても前記第1
及び第2の実施例と同様な作用及び効果を奏する。なお
、本発明は前記実施例の構成に限定されるものではなく
、例えば以下のように発明の趣旨から逸脱しない範囲で
任意に変更してもよい。 (1)前記各実施例におけるタイミングプーリ6に代え
てスプロケットを用い、チェーンによりクランクシャフ
トと同スプロケットとを駆動連結してもよい。 (2)前記各実施例のバルブタイミング制御装置を、吸
気用カムシャフト1と排気用カムシャフトをシザーズギ
アにて駆動連結したタイプのエンジンに適用することが
できる。この場合、シザーズギアとカムシャフトとの間
にバルブタイミング制御装置を設けることになる。 (3)ピストン8の内外周のヘリカルスプライン8a,
8bのうちいずれか一方をスプラインに変更してもよい
。 (4)排気用カムシャフトに前記各実施例と同様なバル
ブタイミング制御装置を取付けてもよい。 (5)本発明は、内燃機関のバルブタイミング制御装置
に限らず、2軸間の位相を変換させる必要のある装置に
適用することができる。
[0041] In this way, according to this embodiment as well, the first
And the same operation and effect as the second embodiment is achieved. It should be noted that the present invention is not limited to the configuration of the embodiments described above, and may be modified as desired without departing from the spirit of the invention, for example, as described below. (1) A sprocket may be used in place of the timing pulley 6 in each of the above embodiments, and the crankshaft and the sprocket may be drivingly connected by a chain. (2) The valve timing control device of each of the embodiments described above can be applied to a type of engine in which the intake camshaft 1 and the exhaust camshaft are drivingly connected by a scissor gear. In this case, a valve timing control device is provided between the scissor gear and the camshaft. (3) Helical splines 8a on the inner and outer peripheries of the piston 8,
Either one of 8b may be changed to a spline. (4) A valve timing control device similar to that of each of the above embodiments may be attached to the exhaust camshaft. (5) The present invention is applicable not only to valve timing control devices for internal combustion engines but also to devices that require phase conversion between two axes.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、駆
動系及び被駆動系の間に位相変換機構と、複数の歯車の
組合せからなり、かつ前記位相変換機構による位相変換
時に回転位相を増幅するとともに、非位相変換時に前記
歯車の全てを一体回転させる増速歯車機構とを設けたの
で、同非位相変換時に前記歯車間からギア音が発生した
り、同歯車が磨耗したりするのを確実に防止でき、さら
には位相変換時に大変位角を得ることができるという優
れた効果を奏する。
As described in detail above, according to the present invention, a phase conversion mechanism is provided between a driving system and a driven system, and a combination of a plurality of gears is provided, and the rotational phase is changed during phase conversion by the phase conversion mechanism. In addition, a speed increasing gear mechanism is provided that rotates all of the gears together during non-phase conversion, so gear noise may be generated between the gears or the gears may wear out during non-phase conversion. It is possible to reliably prevent this, and furthermore, it has the excellent effect of being able to obtain a large displacement angle during phase conversion.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】第1実施例において、ピストンに油圧が加わら
ない時のバルブタイミング制御装置の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a valve timing control device in a first embodiment when no oil pressure is applied to a piston.

【図2】第1実施例において、ピストンに油圧が加わっ
た時のバルブタイミング制御装置の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of the valve timing control device when hydraulic pressure is applied to the piston in the first embodiment.

【図3】第1実施例における遊星歯車機構の各ギアの位
置関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the positional relationship of each gear of the planetary gear mechanism in the first embodiment.

【図4】第1実施例において、エンジン回転数とエンジ
ン負荷との関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between engine speed and engine load in the first embodiment.

【図5】第2実施例において、ステップモータによりピ
ストンが後方へ移動した時のバルブタイミング制御装置
の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of the valve timing control device when the piston is moved rearward by the step motor in the second embodiment.

【図6】第2実施例において、ステップモータによりピ
ストンが前方へ移動した時のバルブタイミング制御装置
の断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of the valve timing control device when the piston is moved forward by the step motor in the second embodiment.

【図7】第2実施例におけるピストンの斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a piston in a second embodiment.

【図8】第3実施例の概略構成を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing a schematic configuration of a third embodiment.

【図9】従来の位相変換装置を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a conventional phase conversion device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…被駆動系としてのカムシャフト、2…駆動系の一部
を構成するハウジング、7…駆動系の一部を構成するタ
イミングベルト、9…増速歯車機構としての遊星歯車機
構、10…位相変換機構、41…増速歯車機構としての
作動歯車機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Camshaft as a driven system, 2... Housing forming part of the drive system, 7... Timing belt forming part of the drive system, 9... Planetary gear mechanism as a speed increasing gear mechanism, 10... Phase Conversion mechanism, 41...operating gear mechanism as a speed increasing gear mechanism

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  駆動軸を有する駆動系と被駆動軸を有
する被駆動系との間に、同駆動軸に対する被駆動軸の回
転位相を変更可能な位相変換機構を設け、前記駆動系及
び被駆動系間には、複数の歯車の組合せからなり、かつ
前記位相変換機構による位相変換時に駆動軸に対する被
駆動軸の回転位相を増幅するとともに、前記位相変換機
構による非位相変換時に前記歯車の全てを一体回転させ
る増速歯車機構を設けたことを特徴とする軸間位相変換
装置。
1. A phase conversion mechanism capable of changing the rotational phase of the driven shaft with respect to the driving shaft is provided between a driving system having a driving shaft and a driven system having a driven shaft, and the driving system and the driven shaft are The drive system includes a combination of a plurality of gears, and amplifies the rotational phase of the driven shaft relative to the drive shaft during phase conversion by the phase conversion mechanism, and amplifies the rotational phase of the driven shaft with respect to the drive shaft during phase conversion by the phase conversion mechanism, and amplifies all of the gears during non-phase conversion by the phase conversion mechanism. An inter-axle phase conversion device characterized by being provided with a speed-increasing gear mechanism that integrally rotates.
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